Alimentation haute tension HPS

Généralité à propos de l’alimentation haute tension HPS

L’alimentation haute tension HPS au format rack 19″ est alimentée par une tension de réseau monophasée ou triphasée selon la puissance et génère une tension de sortie jusqu’à 100 kVDC avec des puissances de 300 W, 800 W, 1500 W, 3000 W, 6000 W et 10 kW. Cette alimentation gère les arcs électriques par protection interne et/ou par programmation du contrôle de la sur-intensité de courant.

Alimentation haute tension HPS ‘1st Generation’ : ce modèle a 20 années d’existence, ‘modernisé’ en 2010. Elle a un nouveau micro-controleur, une face avant intuitive, avec un accès à de nombreux paramètres programmables. Elle existe avec 2 gammes de puissance, 300 W et 800 W pour une tension maximale de 30 kVDC et 15 kVDC.

Alimentation haute tension HPS ‘2nd Generation’ : elle possède un processeur FPGA très puissant qui permet de gérer des opérations complexes (ARC et ARCpro : arcs électriques ultra rapides). L’alimentation existe avec 4 grandes gammes de puissance 1,5 kW, 3 kW, 6 kW et 10 kW pour une tension maximale de 100 kVDC et 20 kVDC.

3 modes de contrôle – commande de l’alimentation haute tension HPS

L’alimentation haute tension  HPS peut être commandée de 3 façons différentes :

• un connecteur SUB-D 9 points avec signaux analogiques et TTL (tension Vset, courant Iset, monitoring tension Vmon, monitoring courant Imon, On / Off, Inhibit …),
• des interfaces numériques telles que  USB, CANbus, Ethernet, IEEE-488.
• un panneau avant avec des encodeurs rotatifs et des écrans numériques multi-digits.

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Alimentation haute tension HPS ‘1st Generation’

Elle est au format 19’ / 1U pour intégrer une baie de puissance. Elle offre la technologie brevetée de découpage à résonance à haut rendement (> 85 %). La carte mère possède un microcontrôleur standard dont le rôle est de superviser le bon déroulement des opérations, la programmation des consignes et la mesure des grandeurs physiques, la configuration des modes de fonctionnement et la mise à disposition de différentes interfaces de communication numérique (USB, Ethernet, CANbus, IEEE 488, etc).

La face avant de l’alimentation haute tension HPS est équipée de 2 encodeurs rotatifs et digitaux pour le réglage fin de la tension et du courant. Les relectures de consignes et les mesures tension / courant se font via 2 afficheurs à 8 digits. La distinction entre le réglage de la consigne et la mesure est visible via la lettre clignotante ‘S’ (setting). Trois ‘push buttons’ permettent des actions de On / Off, de KillEnable (trip de courant ou mode régulation de courant) et de Menu pour une navigation comportant 10 fonctions programmables (Limite tension, Limite courant, Rampe tension, Rampe courant, Auto start, Auto AIF, Set interface, Set instruction, Adresse IEEE, Adresse CANbus).

Fonction ARC éprouvée : après un arc électrique, la sortie haute tension est inhibée pendant une courte période de sorte à évacuer l’énergie stockée dans les condensateurs de filtrage. Ceci contribue à éteindre l’arc. Une fois le temps de décharge énergétique passé, la tension est à nouveau générée mais via une rampe linéaire. Le temps de pause et le temps de rampe de tension sont réglés en usine et sont non programmables.

Protection thermique contre l’élévation de la température et une ventilation insuffisante. L’alimentation au primaire est coupée si le bloc de puissance est en surchauffe ou si les ventilateurs présentent un défaut.

Courant constant / courant de trip : la sélection se fait via l’activation du bouton KillEnable en facade avant. Le passage automatique de la régulation de tension constante à la régulation de courant constant offre une protection contre les surcharges et les courts-circuits.

Mode terre flottante et terre commune

Le blindage de la sortie HT est toujours connecté au boîtier (/PE-connecteur disponible sur la face avant). Si le boitier est destiné à être utilisé comme « ligne de retour », un cavalier doit être branché entre le « 0 V » et le connecteur « /PE ». Si ce cavalier est retiré, alors le « 0 V » est flottant et peut flotter à raison d’une différence de potentiel de ± 300 V maximum. Si le potentiel entre le connecteur « 0 V » et le connecteur « /PE » est  supérieur à 300 V, alors un circuit de protection s’active et réalise un court-circuit à la terre.

Documentation

HPS 1st Génération 300 W et 800 W

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Alimentation haute tension HPS ‘2nd Generation’

L’alimentation haute tension HPS de la nouvelle génération possédant un processeur FPGA très puissant permettant de gérer des opérations complexes. Elle existe dans les formats 19’ / 2U, 19′ / 3U et 19′ / 4U pour intégrer une baie de puissance. Elle offre la technologie brevetée de découpage à résonance à très haut rendement ( > 93 %). La carte mère supervise le bon déroulement des opérations, la programmations des consignes et la mesure des grandeurs physiques, la configuration des modes de fonctionnement et la mise à disposition de différentes interfaces de communication numérique (USB, Ethernet, CANbus, IEEE 488, etc).

Gestion des arcs électriques avec le modèle ‘2nd Génération’

L’alimentation haute tension HPS de seconde génération est équipée d’un système de gestion de l’ARC électrique avec des paramètres réglables. Un ARC est défini comme une pente de tension négative avec un dv/dt supérieur à 0,1.Vnom / μs. Après la détection d’un ARC, les signaux de commande de l’onduleur sont bloqués en quelques μ-secondes pendant le temps de pause appelé ARCwait. Dans le même temps, la valeur de consigne interne de la tension de sortie est fixée à 0 V. Une fois le temps de pause terminé, la valeur de consigne interne de la tension de sortie est augmentée avec la rampe de tension (ARC-Ramp). Les ARCs détectés sont comptés. Si un nombre prédéfini d’ARCs (ARC-Number+1) est détecté dans un temps prédéfini (ARC-Time), cela sera traité comme une erreur (ARC Error) et la génération de haute tension sera stoppée. La fréquence maximales des ARCs est limitée à 30 dans un intervalle de 1 seconde et cela, indépendamment des autres paramètres définis. La gestion de l’ARC peut être désactivée via le panneau avant ou les interfaces numériques. Paramètres programmables des arcs

• ARC-Wait (100 ms – > 6 s),
• ARC-Number (0 – 99),
• ARC-Time (100 ms – > 10 s),
• ARC-Ramp-Time (100 ms – > 4 s).

Ces données sont programmables via le menu local ou à distance et sont gérées par le firmware du processeur qui réalise les calculs et exécute les taches de comptage et de blocage.

Documentation

HPS 2nd Génération 1500 W

HPS 2nd Génération 3000 W

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Documentation

HPS 2nd Génération 6 kW

HPS 2nd Génération 10 kW

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Alimentation haute tension HPS Compact

L’alimentation haute tension HPS Compact est disponible dans une version aux dimensions de 280 * 254 * 107 mm et au seul format de puissance de 350 W. Un grand écran LCD à plusieurs lignes avec 1 encodeur digital ‘push button’ et un bouton Menu permettent le réglage de 7 fonctions comme par exemple la tension et le courant, les limites haute en tension et en courant, la sélection du mode KillEnable / KillDisable (trip de courant / régulation de courant) ou encore les rampes de tension (800 V / s) et de courant (200 mA / s). Les mesures de consignes et les mesures tension / courant se font aussi via le display, la distinction entre les deux se faisant par un petit ‘*’ (astérisque) à gauche des valeurs numériques. La supervision des taches permet d’activer les alarmes et de détecter les défauts afin de renseigner l’utilisateur sur les actions à mener :

• Error Safetyloop,
• Error Overtemp,
• Error Trip,
• Error Inhibit,
• Real Time Clock Error,
• Contact Service

Gestion des arcs électriques avec l’alimentation haute tension HPS ‘Compact’

L’alimentation haute tension HPS ‘Compact’ est équipée d’un système de gestion de l’ARC avec des paramètres réglables. Le système ARC Management peut être ajusté avec le panneau avant ou avec les interfaces numériques. Avec cette alimentation compacte, un ARC est défini pour tout courant de sortie IOUT ≥ 1.5 . ISET. ISET est le courant consigné. La fonctionnalité de la gestion de l’ARC peut être divisée en trois états de fonctionnement :

1) KillEnable actif

• La haute tension s’éteint après le premier ARC

2) Activer le comptage de l’ARC

• La haute tension est rétablie immédiatement après chaque ARC,
• Les ARCs sont comptés,
• La haute tension est coupée si le nombre autorisé d’ARCs (ARC-Number) dans un temps donné (ARCTime) est dépassée,
• Dans ce cas, le bit EventArcError du processeur est activé

3) Désactiver le comptage de l’ARC

• La haute tension est coupée après chaque ARC,
• Après le temps d’attente nommé ARC-Wait la haute tension est de nouveau incrémentée avec une vitesse de rampe appelée ARC-Ramp,
• Les constantes ARC-Wait et ARC-Ramp sont fixées en usine pour éviter les dommages dus aux ARC électriques permanents.

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